如图为某交流发电机和外接负载的示意图,发电机电枢线圈abcd为n=500匝的矩形线圈,其中ac长为L1=10cm,ab长为L2=5cm.线圈绕垂直于磁场的轴OO

如图为某交流发电机和外接负载的示意图,发电机电枢线圈abcd为n=500匝的矩形线圈,其中ac长为L1=10cm,ab长为L2=5cm.线圈绕垂直于磁场的轴OO

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如图为某交流发电机和外接负载的示意图,发电机电枢线圈abcd为n=500匝的矩形线圈,其中ac长为L1=10cm,ab长为L2=5cm.线圈绕垂直于磁场的轴OO′在磁感应强度为B=0.2T的匀强磁场中以ω=200rad/s的角速度匀速转动(不计一切摩擦),线圈总电阻为r=2.0Ω,外电路负载电阻为R=5.0Ω.试求:(若有小数计算,均取一位小数计算)
(1)交变电动势的表达式(设线圈由中性面开转);
(2)电路中伏特表的示数;
(3)线圈每转动一周,外力所做的功.
答案
(1)由于从中性面开始转动,所以交变电动势为:e=nBsϖsinϖt=500×0.2×0.005×200sin200t=100sin200t(V)
(2)由瞬时值可知,交变电流电动势的有效值为E=
100


2
V…①
由闭合电路的欧姆定律知:I=
E
R+r
…②
电路中伏特表的示数,即负载两端的电压U=IR…③
联立①②③代入数据解得:U=50.5V…④
(3)线圈转动的周期T=
ϖ
=
200
s
…⑤
由能量守恒得,外力做的功等于该电源做的功:W=UIT…⑥
联立②④⑤⑥代入数据得:W=22.4J
答:(1)交变电动势的表达式(设线圈由中性面开转):e═100sin200t (V);
(2)电路中伏特表的示数50.5V;
(3)线圈每转动一周,外力所做的功22.4J
举一反三
如图乙是小型交流发电机的示意图,在匀强磁场中,一矩形金属线圈绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示.发电机线圈内阻为10Ω,外接一只电阻为90Ω的灯泡,不计电路的其他电阻,则(  )
A.灯泡两端的电压为198V
B.每秒钟内电流方向改变50次
C.灯泡实际消耗的功率为537.8W
D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为48.4J
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如图线圈的面积为1×102cm2,共100匝.处在B=0.5T的匀强磁场中,以100/π转/秒的转速匀速转动,已知线圈电阻为1Ω,外接电阻为9Ω,那么(  )
A.电压表的读数45


2
v
B.以图示位置为计时零点,电流的表达式i=10sin200t
C.线圈从图示位置开始转过90°角的过程中,通过线圈导线截面的电量0.05C
D.一个周期内外力做功的平均功率为500W

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如图9-1,是利用高频交变电流焊接自行车零件的原理示意图,其中外圈A是通高频交流电的线圈,B是自行车的零件,是待焊接的接口,接口两端接触在一起,当A中通有交流电时,B中会产生感应电动势,使得接口处金属熔化而焊接起来。(1)为什么在其它条件不变的情况下,交流电频率越高,焊接越快?(2)为什么焊接过程中,接口处已被熔化而零件的其它部分并不很热?

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据某报刊报道,美国一家公司制成了一种不需要电池供电的“警示牌”,使用时只要用绝缘丝线将牌子挂到输电线上,如果这条输电线上有电流流过,牌子上会显示出一个分外明亮的英文词语“ON”,它类似于我国的“小心触电”或“高压危险”一类牌子,这对于防止误触电起到了警示作用.关于这则消息,你的观点是(    )
A.没有工作电源,却能够发出一个明亮的英文词语“ON”,显然违背了能量转化与守恒定律,这是条假新闻,没有科学依据
B.这种牌子内部必定隐藏有太阳能电池为其供电,不然绝不会发出明亮的英文词语“ON”,这是条故弄玄虚的消息,但有科学依据
C.这种牌子只能挂在有交变电流流过的输电线上,才会发出明亮的英文词语“ON”,这是条真实的消息,完全有科学依据
D.这种牌子不论挂在有交变电流还是有稳恒电流流过的输电线上,都会发出明亮的英文词语“ON”,这是条真实的消息,有科学依据

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如图所示,把电阻、电感线圈、电容器并联接到某一交流电源上,三个电流表的示数相同.若保持电源电压不变,而将频率加大,则三个电流表的示数I1、I2、I3的大小关系是(    )
A.I1="I2=I3"B.I1>I2>I3C.I2>I1>I3D.I3>I1>I2

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